В октябре сразу несколько солидных научных учреждений заявили о серьезных подвижках в области совершенствования прикладных качеств графена. Ученые предполагают, что уже через год-два в массовой продаже появятся суперконденсаторы (ионисторы), отличающиеся высокой ёмкостью и отсутствием деградации. Ионисторы будут использовать в том числе в качестве автономных источников питания компонентов CCTV, СКУД и стационарных систем безопасности.
Суперконденсатор (ионистор, EDLC) – это гибридное электротехническое устройство, выполняющее функции химического источника тока и обычного конденсатора. Первые открытия в сфере ионисторов датированы серединой прошлого века, однако суперконденсаторы применяются весьма ограниченно. Основные причины связаны с дороговизной изготовления, а также скромными вольтамперными характеристиками. Большие надежды вселяют исследования графена – модифицированного углерода с ячеистой структурой и толщиной ткани в один атом.
Примечательно, что авторство открытия графена принадлежит выходцам из России – Константину Новосёлову и Андрею Гейму. В 2010 году за соответствующие исследования данные физики были удостоены Нобелевской премии по физике. В настоящее время и Гейм, и Новосёлов проживают в Великобритании.
Одна из основных сложностей практической реализации графеновой технологии связана со слипанием: несколько микроскопических слоёв материала соединялись между собой из-за взаимного притяжения. Ввиду этого свойства утилитарное применение графена было архисложным и целесообразным лишь в теоретических целях. В октябре ситуация изменилась: ученые из киотского университета Cell-Material Sciences (iCeMS) сообщили, что им удалось устранить слипание за счёт поляризации слоёв и введения некоего композита. В результате японцы сумели «вырастить» трехмерные графеновые структуры.
Исследователи из Массачусетского технологического университета пошли еще дальше, обработав графен по специальной технологии и добившись эффекта «помятого листа». Благодаря новации увеличилась полезная площадь и, соответственно, вырос электротехнический потенциал графеновой поверхности. Де-факто речь идёт о принципиально новом композите, способном накапливать электрический заряд, и при этом выдерживать изгибание и растяжение. Оценочное количество деформаций превышает 1000 циклов, что позволяет говорить о возможности выпуска ультратонких, гибких и довольно ёмких источников питания.
Согласно экспертным оценкам, ионисторы в будущем заменят традиционные источники питания портативных устройств, в том числе наиболее распространенные в наши дни литий-ионные аккумуляторные батареи, экологичность и долговечность которых весьма далеки от идеальных. Похоже, что вышеописанные результаты исследований графена приблизят решение одной из наиболее сложных практических задач: уменьшении массы и габаритов за счёт внутренней структуры.
